你曾用過線性電位計作為音量控制器嗎？如果你使用過，你可能會發(fā)現(xiàn)，音量跳變得非常快。如果想將音量調整得相當小，你可能需要safe-cracker般的靈敏觸覺（safe-cracker能夠靠自己靈敏的聽覺來破譯保險箱的密碼，作者此處是一種比喻，對于線性電位計，常人是很難將音量調得相當小的）。這時就需要對數(shù)電位計。

我們的聽覺有相當大的動態(tài)范圍。我們的耳朵（尤其年輕人）能夠識別的有效范圍是120dB或者更大，1000000：1的比率。音量大小（以分貝為單位）的起點取決于我們的聽覺能力，通常為1dB，這是我們能感受到的最小的音量變化。以分貝為單位，對數(shù)電位計是近似線性的，所以，對數(shù)電位計在位置上的改變會帶來音量上相對應的改變。

圖1顯示了使用線性電位計和數(shù)學上理想的對數(shù)電位計來分壓時的衰減比例。轉動電位計到50%的位置，輸出電壓是輸入電壓的0.1倍（-20dB），在音頻電位計中，這是一個常用的目標值。電位計每轉動10%，輸出電壓會改變4dB。但是理想的對數(shù)電位計在不轉動時僅僅只有40dB（輸入信號的1%）的衰減（見圖1中的放大部分）。聽眾希望他們的音量控制器能夠達到零輸出（無窮大的衰減），所以對數(shù)電位計有一個衰減消除功能（對數(shù)電位計在不轉動的時候輸出是無法為零的，為了使對數(shù)電位計在不轉動的時候衰減為零，必須有該衰減功能）使得電位計在不轉動的時候，能夠達到零輸出。

有很多關于對數(shù)參數(shù)的半導體標準曲線（廠商稱之為衰減曲線）。他們通常指定了電位計在轉動50%時的衰減因子。這種參數(shù)標準的命名并不是很規(guī)范，所以我不會試圖命名它們，這會給大家?guī)砀嗟睦_。如果你有某些特殊具體的參數(shù)需求，請咨詢廠商。在某些應用中，可能需要特殊的反向電位計。這種電位計在不同位置的衰減值和普通的電位計是相反的。

對數(shù)電位計通常需要兩條分段的曲線來達到期望的衰減曲線（如圖2）。兩種不同的油墨導體被鑲嵌在電阻中（通常情況下，電阻是由絕緣體和油墨導體構成，不同的油墨導體，會導致不同的電阻阻值，從而可以帶來這兩條分段的曲線）。立體聲音量控制的一個關鍵參數(shù)是這兩條曲線的追蹤精度。請注意，在不轉動電位計的時候，輸出為零。

可以用一個線性電位計和一個固定的電阻來驅動輸出，這近似于對數(shù)電位計（如圖3所示）。用作音量控制時，該電路仍然有線性電位計的一個缺點------當電位計轉動到底時，音量跳變得太快。這個電路的性能比線性電位計好，但是相對對數(shù)電位計來說較差。在對數(shù)電位計中，這種電阻輸出電路同樣可以用來改變對數(shù)電位計的衰減曲線。需要注意的是輸入信號必須要能夠驅動電阻R1輸出滿幅信號，并且R1可以是一個較小的電阻，這取決于Rp的大小。

在一些高音量的用戶應用中，電子音量控制器已經(jīng)大幅度地取代了傳統(tǒng)的對數(shù)電位計。電子音量控制器的原理是使用數(shù)字量來控制自然音量的對數(shù)增加，并且使用了衰減消除技術（即walk-off），使得在衰減曲線的底部，衰減值為零。許多現(xiàn)代的音頻器件提供了一個齒輪狀的旋鈕，轉動該旋鈕，會產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號，來控制電子電位計的衰減值。除了音頻應用，這些器件也能應用于信號通路中。下面是一些相關器件：

PGA2500 麥克風前置數(shù)字增益可控放大器

PGA2320 立體聲音頻音量控制器

LM1971 具有靜音功能的單通道數(shù)字控制62dB音頻衰減器

LM1972 具有靜音功能的 Micro-Pot 2 通道 78 dB 音頻衰減器

LM1973 具有靜音功能的 Micro-Pot 3 通道 76 dB 音頻衰減器

TPA6130A2 具有 I2C 音量控制的 138mW DirectPath? 立體聲耳機放大器

TPA6140A2 具有 I2C 音量控制的 25mW G 類 DirectPath? 立體聲耳機放大器

TPA2054D4A 具有立體聲 D 類放大器和 DirectPath? 耳機放大器的 1.4W/通道 3 輸入音頻子系統(tǒng)

TLV320AIC3262 具有微型 DSP、集成 D 類揚聲器、聽筒驅動器和 DirectPath 的低功耗立體聲編解碼器

但是，仍然有很多場合使用傳統(tǒng)的音量控制器和對數(shù)電位計，所以，一個模擬設計師應該清楚這些最基本的電路知識。

責任編輯：haq